Wpływ nanokrystalicznej struktury na właściwości cienkich warstw TiO₂

• Autorzy: Mazur M.

Warianty tytułu

EN

Influence of nanocrystalline structure on properties of TiO₂ thin films

• Konferencja: Sympozjum "Fotowoltaika i Transparentna Elektronika : Perspektywy Rozwoju" (4 ; 09-12.05.2013 ; Świeradów Zdrój ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu nanokrystalicznej struktury na właściwości cienkich warstw dwutlenku tytanu. Cienkie warstwy wytworzono za pomocą procesu rozpylania magnetronowego w czystej tlenowej plazmie. Wytworzone powłoki mają różną strukturę krystaliczną: anatazu, układu dwufazowego anatazu i rutylu oraz rutylu. W ramach pracy wykonano pomiary właściwości strukturalnych, optycznych, topografii powierzchni, zwilżalności oraz właściwości elektrycznych i antystatycznych cienkich warstw. Wyniki pokazały, że wszystkie cienkie warstwy mają nanokrystaliczną strukturę o wielkości krystalitów od około 4,7 nm do około 24,6 nm. Struktura krystaliczna cienkich warstw TiO₂ ma wpływ na ich właściwości optyczne oraz antystatyczne, natomiast nie zauważono większego jej wpływu na chropowatość, zwilżalność czy rezystancję powierzchniową.

EN

In this paper the results of the influence of nanocrystalline structure on titanium dioxide thin films have been shown. Thin films were deposited using magnetron sputtering process in pure oxygen plasma. Manufactured coatings have different crystal structures: anatase, diphase system of anatase-rutile and rutile. In the paper investigations of structural, optical, surface topography, wettability, electrical and antistatic properties of thin films have been performed. Results have shown, that all thin films have nanocrystalline structure with the crystallites sizes of ca. 4.7 nm to 24.6 nm. Crystal structure of TiO₂ thin films influence on optical and antistatic properties, while there was no significant influence on surface roughness, wettability or surface resistance.

Słowa kluczowe

PL

TiO2; rozpylanie magnetronowe; cienka warstwa; struktura nanokrystaliczna; właściwości fizykochemiczne

EN

Ti02; magnetron sputtering; thin film; nanocrystalline structure; physicochemical properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 7
• Strony: 15--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr.

Twórcy

autor

Mazur M.

• Wrocław University of Technology, Faculty of Microsystem Electronics and Photonics

Bibliografia

• [1] Kaczmarek D., Modyfikacja wybranych właściwości cienkich warstw Ti02, Monografia, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2008.
• [2] Park B., Current and future applications of nanotechnology, Issues in Environmental Science and Technology, No. 24, The Royal Society of Chemistry, 2007, s. 1-18.
• [3] Saif M. i in., Titanium dioxide nanomaterial doped with trivalent lanthanide ions of Tb, Eu and Sm: preparation, characterization and potential applications, Inorganica Chimica Acta, vol. 360, 2007, s. 2863-2874.
• [4] Fernandez-Garcia M. i in., Nanostructured oxides in chemistry: characterization and properties, Chemical Review, vol. 104, 2004, s. 4063-4104.
• [5] Chandra R. i in.. Optical properties of transparent nanocrystalline Cu20 thin films synthesized by high pressure gas sputtering, NanoStructured Materials, vol. 11, 1999, s. 505-512.
• [6] Koch C. C., Structural nanocrystalline materials: an overview, Journal of Materials Science, vol. 42, 2007, s. 1403-1414.
• [7] Lu K., Nanocrystalline metals crystallized from amorphous solids: nanocrystallizatin, structure and properties, Materials Science and Engineering, vol. R16, 1996, s. 161-221.
• [8] Mazur M. i in., Wpływ wygrzewania na nanokrystaliczne cienkie warstwy na bazie TiO2 na przykładzie TiO2:Nd, Elektronika R. 53, nr 2 (2012), s. 16-18.
• [9] Lokhande C. D. i in., XRD, SEM, AFM, HRTEM, EDAX and RBS studies of chemically deposited Sb2S3 and Sb2Se3 thin films, Applied Surface Science, vol. 193, 2002, s. 1-10.
• [10] Mane R. S. i in., A simple and low temperature process for super- hydrophilic rutile TiO2 thin films growth, Applied Surface Science, vol. 253, 2006, s. 581-586.
• [11] Niu Z. i in., Reactive sputtering Ti02 films for surface coating of poly(dimethylsiloxane), Applied Surface Science, vol. 252, 2006, s. 2259-2264.
• [12] Musil J. i in., Magnetron sputtering of hard nanocomposite coatings and their properties, Surface Coatings Technology, vol. 142-144, s. 557-566.
• [13] Nag. M. i in., Low-temperature hydrothermal synthesis of phase-pure rutile titania nanocrystals: Time temperature tuning of morphology and photocatalytic activity, Materials Research Bulletin, vol. 42, 2007, 1691-1704.
• [14] Diebold U., The surface science of titanium dioxide, Surface Science Reports, vol. 48, 2003, s. 53-229.
• [15] Kaczmarek D. i in., XRD and AFM studies of nanocrystalline Ti02 thin films prepared by modified magnetron sputtering, 31st International Spring Seminar on Electronics Technology, ISSE 2008, Budapeszt, 7-11 maja 2008, s. 161-164.
• [16] Bieber H. i in., Temperature dependent photoluminescence of photocatalytically active titania nanopowders, Catalysis Today, vol. 122, 2007, s. 101-108.
• [17] Wells A. F., Struturalna chemia nieorganiczna, WNT, Warszawa, 1993.
• [18] Hou Y. Q., Influence of annealing temperature on the properties of titanium oxide thin film, Applied Surface Science, vol. 218, 2003, s. 97-105.
• [19] Jung C. K., Characterisation of growth behaviour and structural properties of Ti02 thin films grown on Si (100) and Si (111) substrates, Surface and Coatings Technology, vol. 174-175, 2003, s. 296-302.
• [20] Prociow E. L. i in. Patent PL 382163, 2007.
• [21] Powder Diffraction File, Joint Committee on Powder Diffraction Standards, Philadelphia, PA: ASTM; 1967 Card 21-1272.
• [22] Powder Diffraction File. Joint Committee on Powder Diffraction Standards. Philadelphia, PA: ASTM; 1967 Card 21-1276.